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2015 年度 実績報告書

常温常圧下での窒素と水からの触媒的アンモニア合成反応開発への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 15K13687
研究機関東京大学

研究代表者

西林 仁昭  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40282579)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2016-03-31
キーワード窒素固定 / アンモニア / 窒素ガス / 水分子 / ルテニウム / モリブデン
研究実績の概要

研究代表者らがこれまでに達成した温和な条件下での窒素分子からの触媒的アンモニア合成反応の開発に関する知見を踏まえて、これまで達成されていない「温和な条件下での窒素ガスと水とからの触媒的アンモニア合成反応の開発」に挑戦した。
研究課題を実現する為に、光誘起電子移動反応を利用する、水をプロトンと電子とへ変換する反応を、アンモニア合成へ適用可能かどうかの検討を行った。最初に、水分子からプロトンと電子を取り出す反応のモデル系として、ルテニウム錯体を触媒として用いた水分子の触媒的酸化反応を行った。次に、この水分子の触媒的酸化反応に関する知見を踏まえて、既に開発に成功している窒素ガスからの触媒的アンモニア生成反応に対して、この水分子の触媒的酸化反応を適用し、触媒的なアンモニアの生成を試みた。詳細な検討の結果、化学量論量のアンモニア生成に留まることを明らかにした。触媒的アンモニア生成反応の開発には更なる検討が必要で有ることが明らかとなったが、目標達成に向けた重要な指針が得られた考慮すると、挑戦的萌芽研究としては、十分な結果が得られたと思われる。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Reactivity of Molybdenum-Dinitrogen Complexes Bearing PNN-Type Pincer Ligand2015

    • 著者名/発表者名
      K. Arashiba, K. Nakajima, and Y. Nishibayashi
    • 雑誌名

      Z. Anorg. Allg. Chem.

      巻: 641 ページ: 100-104

    • DOI

      10.1002/zaac.201400117

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cooperative Catalytic Reactions: Enantioselective Propargylic Alkylation of Propargylic Alcohols with Enecarbamates Using Ruthenium and Phosphoramide Hybrid Catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Senda, K. Nakajima, and Y. Nishibayashi
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 ページ: 4060-4064

    • DOI

      10.1002/anie.201411601

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radical Addition to Corannulene Mediated by Visible Light-Photoredox Catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nakajima, Y. Ashida, S. Nojima, and Y. Nishibayashi
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 44 ページ: 545-547

    • DOI

      10.1246/cl.150019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Catalytic Activity of Molybdenum-Nitride Complexes Bearing Pincer Ligands2015

    • 著者名/発表者名
      E. Kinoshita, K. Arashiba, S. Kuriyama, A. Eizawa, K. Nakajima, and Y. Nishibayashi
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 2015 ページ: 1789-1794

    • DOI

      10.1002/ejic.201500017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Copper-Catalyzed Enantioselective Etherification of Propargylic Esters with Alcohols2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nakajima, M. Shibata, and Y. Nishibayashi
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 ページ: 2472-2475

    • DOI

      10.1021/jacs.5b00004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thiolate-Bridged Dinuclear Ruthenium- and Iron-Complexex as Robust and Efficient Catalysts toward Oxidation of Molecular Dihydrogen in Protic Solvents2015

    • 著者名/発表者名
      M. Yuki, K. Sakata, Y. Hirao, N. Nonoyama, K. Nakajima, and Y. Nishibayashi

    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 ページ: 4173-4182

    • DOI

      10.1021/jacs.5b00584

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cobalt-Catalyzed Transformation of Molecular Dinitrogen into Silylamine under Ambient Reaction Conditions2015

    • 著者名/発表者名
      R. Imayoshi, H. Tanaka, Y. Matsuo, M. Yuki, K. Nakajima, K. Yoshizawa, and Y. Nishibayashi
    • 雑誌名

      
Chemistry-A European Journal

      巻: 21 ページ: 8905-8909

    • DOI

      10.1002/chem.201501088

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Reduction of Dinitrogen into Ammonia by Use of Molybdenum-Nitride Complexes Bearing Tridentate Triphosphine as Catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      K. Arashiba, E. Kinoshita, S. Kuriyama, A. Eizawa, K. Nakajima, H. Tanaka, K. Yoshizawa, and Y. Nishibayashi

    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 ページ: 5666-5669

    • DOI

      10.1021/jacs.5b02579

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Phosphabenzenes by Iron-Catalyzed [2+2+2] Cycloaddition Reaction of Diynes with Phosphaalkynes2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nakajima, S. Takata, K. Sakata, and Y. Nishibayashi
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 ページ: 7597-7601

    • DOI

      10.1002/anie.201502531

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nitrogen Fixation Catalyzed by Ferrocene-Substituted Dinitrogen-Bridged Dimolybdenum-Dinitrogen Complexes: Unique Behavior of Ferrocene Moiety as Redox Active Site2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kuriyama, K. Arashiba, K. Nakajima, H. Tanaka, K. Yoshizawa, and Y. Nishibayashi

    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 6 ページ: 3940-3951

    • DOI

      10.1039/C5SC00545K

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2016

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      水素エネルギー協会(HESS) 第149回定例研究会
    • 発表場所
      日本大学(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-02-29 – 2016-02-29
    • 招待講演
  • [学会発表] アンモニア合成の新展開2016

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      アンモニアシンポジウム(日本エネルギー学会水素部会「エネルギー学」部会主催)
    • 発表場所
      全国家電会館(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-01-14 – 2016-01-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Molybdenum-Catalyzed Reduction of Molecular Dinitrogen into Ammonia under Ambient Conditions2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      ハワイ、アメリカ合衆国
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2015

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      大阪府立大学 大学院理学研究科 分子科学セミナー
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • 年月日
      2015-12-11 – 2015-12-11
    • 招待講演
  • [学会発表] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2015

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      JACI先端化学・材料技術部会 高選択性反応分科会 講演会
    • 発表場所
      新化学技術推進協会(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-01
    • 招待講演
  • [学会発表] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2015

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      東京工業大学 大学院理工学研究科 化学専攻講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-10
    • 招待講演
  • [学会発表] Molybdenum-Catalyzed Reduction of Molecular Dinitrogen into Ammonia under Ambient Conditions2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      第10回日中クラスタ-会議
    • 発表場所
      福州、中国
    • 年月日
      2015-10-23 – 2015-10-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成は誕生するのか?―化石燃料に代わる次世代エネルギー源としての期待2015

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      平成27年度東京大学―熊本県高校生交流会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-07-21 – 2015-07-21
    • 招待講演
  • [学会発表] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2015

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      平成27年錯体化学若手の会関東支部後期勉強会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-06-13 – 2015-06-13
    • 招待講演
  • [備考] 東京大学大学院工学系研究科システム創成学専攻西林研究室

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/nishiba/

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公開日: 2017-01-06  

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